JP2004294828A

JP2004294828A - Optical scanner

Info

Publication number: JP2004294828A
Application number: JP2003087811A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takahashi; 良文高橋; Takanori Saito; 崇記斉藤; Kenichi Nakamura; 賢一中村; Kazuo Kubota; 和雄久保田
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP3761869B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner that has a simple constitution, can prevent the joints from excessively warping, and can be driven stably with less power without limiting the range of angles for the incident and reflection light. <P>SOLUTION: Projections 41-44 are provided extending to the outside on the reflection plate 40 supported free to turn through a twistable and deflectable joints 45, 46 inside a frame plate 22. On the frame formed by overlapping three frame plates 22-23, a limiter formed by overlapping frame plate limiter pieces 22e-22h, 23e-23h, 24e-24h is provided to limit the projections 41 to 44 from moving farther than prescribed in the direction along the frame surface. Further, limiter plates 31-34 are formed overlapping each other in front and back of the projections 41-44 to limit them from moving farther than prescribed in the direction orthogonally crossing the frame surface (including the direction turning around the joint 45, 46). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム内に配置された反射板を捩じれ変形可能な連結部を介して回動自在に支持し、反射板に入射した光の反射光軸を可変できるようにした光スキャナにおいて、外力による連結部の損傷を防止するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、可変波長光源には、レーザダイオードから出射された光を回折格子で回折し、その回折光を光スキャナの反射板によって回折格子へ反射させ、その反射光に対する回折光をレーザダイオードに戻して、レーザダイオードを外部共振モードで発振させ、回折格子に対する反射板の角度を変えることで、共振波長を可変している。
【０００３】
また、光スペクトルアナライザでは、入射光を回折格子で回折し、その回折光を光スキャナの反射板によって回折格子へ反射させ、その反射光に対する回折光を受光素子で受光して、回折格子に対する反射板の角度に応じた波長の光の強度を求め、回折格子に対する反射板の角度を変えることで、波長毎の光の強度を求めている。
【０００４】
このような目的で使用される光スキャナは、近年では、半導体基板のエッチング処理等で形成されている場合が多い。
【０００５】
図１１は、半導体基板のエッチング処理で形成された従来の光スキャナ１０の基本構造を示している。
【０００６】
この光スキャナ１０は、上板１１ａ、下板１１ｂ、側板１１ｃ、１１ｄによって矩形に形成されたフレーム１１の内側に矩形の反射板１２が配置され、フレーム１１の上板１１ａの内縁の中間部から反射板１２の上辺縁の中間部との間と、フレーム１１の下板１１ｂの内縁の中間部から反射板１２の下辺縁の中間部との間が、連結部１３、１４によって連結された構造を有している。
【０００７】
連結部１３、１４は、捩じれ方向の可撓性をもつように細く形成されているため、図示しない駆動部によってフレーム１１の表面に直交する方向の力を反射板１２の端部に与えることで、反射板１２を連結部１３、１４を結ぶ線を中心にして回動させることができ、反射板１２に入射する光を異なる反射角で出射することができる。
【０００８】
このような構造の光スキャナ１０では、その細く形成された連結部１３、１４が、捩じれ方向だけでなく、フレーム１１の表面に沿った方向や、その表面に直交する方向へ撓んだり伸縮する可撓性を有している。
【０００９】
このため、例えば図１２の（ａ）のように、光スキャナ１０に下方から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板１２が下方へ移動して、連結部１３が引っ張られ、連結部１４が縮む。
【００１０】
また、図１２の（ｂ）のように、光スキャナ１０に左側方から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板１２が左方へ移動して、連結部１３、１４が斜め方向に引っ張られる。
【００１１】
また、図１２の（ｃ）のように、光スキャナ１０に左下隅から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板１２の左端が下方に移動し、右端が上方に移動して、連結部１３、１４が湾曲する。
【００１２】
また、図１３のように、光スキャナ１０に背面側から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板１２が後方に移動して、連結部１３、１４が後方へ引っ張られる。
【００１３】
また、図１４のように、光スキャナ１０に左端前方から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板１２の左端が前方に移動し、右端が後方に移動して、連結部１３、１４が捩じれ変形する。
【００１４】
このように光スキャナ１０の連結部１３、１４は、外力Ｆに対して変形し、その外力が小さい場合には、自身の弾性復帰力で元の状態に戻ることができるが、大きな外力が加わると、変形したままの状態になってしまったり、折れてしまう。
したがって、上記構造の光スキャナ１０では、外力を受けたときに連結部１３、１４が過渡に変形しないように規制する必要がある。
【００１５】
この連結部１３、１４の過度の変形を規制する従来技術として、次の特許文献１には、図１５に示すように、フレーム１１の一面側に、反射板１２の中央上部と中央下部にオーバラップする規制部１５ａ、１５ｂ、反射板１２の四隅にオーバラップする規制部１５ｃ〜１５ｆを設け、これらの各規制部１５ａ〜１５ｆをフレームの背面側にも設けて、反射板１２の前後方向の所定距離以上の移動を規制し、さらに、反射板１２の両側方に規制部１５ｇ、１５ｈを設け、反射板１２の両端の上方および下方に規制部１５ｉ〜１５ｌを設けて、反射板１２の上下左右方向の所定距離以上の移動を規制する技術が開示されている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−４０３５４号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように反射板１２の移動を規制する技術では、規制部の数が合計で１６個も必要となり、構造が複雑化するという問題があった。
【００１８】
また、反射板１２の両端側に規制部１５ｃ〜１５ｈを近接して設けているために、反射板１２を高速に往復掃引させる際に、これらの規制部により両端に大きな空気抵抗が生じ、安定な掃引が行なえず、また、駆動に大きな電力を必要とするという問題があった。
【００１９】
また、反射板１２の表面側の中央上部、下部および四隅部に規制部がオーバラップする構造であるので、反射板１２の有効な反射面が狭くなってしまい、光の入射角や反射角度範囲が限定されるという問題があった。
【００２０】
本発明は、これらの問題を解決して、簡単な構造で、連結部の過渡の変形を防ぐことができ、安定に且つ少ない電力で駆動でき、光の入射角や反射角度範囲が限定されない光スキャナを提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光スキャナは、
フレーム（２１）と、
前記フレームの内側に配置された反射板（４０）と、
前記フレームの内縁の対向する位置からそれぞれ内方に延びて前記反射板の外縁との間をそれぞれ連結し、捩じれ方向の可撓性を有する連結部（４５、４６）とを備えた光スキャナにおいて、
前記反射板には、その外縁から外方に延設された突出片（４１〜４４、４１′、４３′）が形成され、
前記フレームには、
前記反射板に形成された前記突出片の前記フレームの表面に沿った方向およびそれに直交する方向への所定距離以上の移動を規制するための規制部（２５〜２８、２５′、２６′、３１〜３４）が設けられていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の請求項２の光スキャナは、請求項１の光スキャナにおいて、
前記反射板の前記突出片が、前記連結部の近傍に形成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の請求項３の光スキャナは、請求項１または請求項２の光スキャナにおいて、
前記フレームの前記規制部は、
前記フレームの内縁から前記反射板の前記突出片の側方に隣接する位置まで延び、該突出片の前記フレームの表面に沿った方向の所定距離以上の移動を規制する規制片（２５〜２８）と、
前記突出片の表面および裏面にオーバラップし、該突出片の前記フレームの表面に直交する方向の所定距離以上の移動を規制する規制板（３１〜３４）とによって構成されていることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明の光スキャナは、
フレーム（２１）と、該フレーム内に一対の連結部（４５、４６）で回動可能に装着された反射板（４０）とを有する光スキャナにおいて、
前記反射板と同一平面内で、前記連結部のそれぞれの近傍で且つ前記反射板の外縁から前記フレームに向かって外方に突出する突出片（４１〜４４）と、
それぞれの突出片の近傍に備えられて該突出片の両側に位置し、前記突出片と当接することによって前記反射板の前記同一平面内での変動を制限するために前記フレームから前記反射板方向へ突出する規制部（２５〜２８）と、
前記それぞれの突出片の近傍で前記フレームに備えられ、前記同一平面と平行に隔置された一対の規制板（３１〜３４）にして、前記突出片と当接することによって前記反射板の前記同一平面と垂直方向への変動および前記連結部を軸とした所定範囲を越える回動を制限するようにされた、前記規制板（３１〜３４）とによって構成されていることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１、図２は、本発明を適用した光スキャナ２０の構造を示している。
【００２６】
この光スキャナ２０は外形が矩形のフレーム２１を有している。
フレーム２１は、第１フレーム板２２をその両面から第２フレーム板２３と第３フレーム板２４とで挟んだ３層構造を有している。
【００２７】
第１フレーム板２２は、平行な上板２２ａ、下板２２ｂの両端間が側板２２ｃ、２２ｄによって連結されて矩形に形成されている。
【００２８】
第１フレーム板２２の枠の内側には、矩形の反射板４０が同心状に配置されている。反射板４０の一面側は光を反射する反射面４０ａを形成している。
【００２９】
第１フレーム板２２の上板２２ａの内縁の中間部と反射板４０の上辺縁の中間部との間は連結部４５を介して連結されている。また、第１フレーム板２２の上板２２ａの内縁と対向する下板２２ｂの内縁の中間部と反射板４０の下辺縁の中間部との間は、連結部４５と一直線上に並ぶ連結部４６を介して連結されている。
【００３０】
連結部４５、４６は、捩じれ方向の可撓性をもつ細さに形成されており、反射板４０は、連結部４５、４６の捩じれ変形により、第１フレーム板２２に対して回動できるように支持されている。
【００３１】
反射板４０の上辺縁には、所定幅で外方（第１フレーム板２２の上板２２ａ方向）に延びた突出片４１、４２が、連結部４５の近傍で且つ連結部４５を挟む対称な位置に形成されている。
【００３２】
また、反射板４０の下方縁にも、突出片４１、４２と同一幅で外方（第１フレーム板２２の下板２２ｂ方向）に延びた突出片４３、４４とが、連結部４６の近傍で且つ連結部４６を挟む対称な位置に形成されている。
【００３３】
第１フレーム板２２には、その上板２２ａ、下板２２ｂの内縁から反射板４０に形成された各突出片４１〜４４の外寄りの側方にそれぞれ近接するように延びた規制片２２ｅ〜２２ｈが設けられている。
【００３４】
上側の規制片２２ｅ、２２ｆの先端と反射板４０の上辺縁との隙間および下側の規制片２２ｇ、２２ｈの先端と反射板４０の下辺縁との隙間は、連結部４５、４６の長さ方向（縦方向）に沿った伸びや縮みの許容される長さに等しく設定されている。
【００３５】
また、各規制片２２ｅ〜２２ｈと各突出片４１〜４４との隙間は、連結部４５、４６の長さ方向に直交する横方向に沿った伸びの許容される長さに等しく設定されている。
【００３６】
一方、第２フレーム板２３と第３フレーム板２４は、第１フレーム板２２の上板２２ａ、下板２２ｂ、側板２２ｃ、２２ｄと同一の上板２３ａ、２４ａ、下板２３ｂ、２４ｂ、側板２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄによって矩形枠状に形成されており、その上板２３ａ、２４ａ、下板２３ｂ、２４ｂには、第１フレーム板２２の各規制片２２ｅ〜２２ｈと同一の規制片２３ｅ〜２３ｈ、２４ｅ〜２４ｈが設けられている。
【００３７】
フレーム２１は、上記したように第１フレーム板２２の両面に第２フレーム板２３と第３フレーム板２４とが重ね合わされて形成されており、互いに重ね合わされた３つの規制片２２ｅ、２３ｅ、２４ｅによって、フレーム２１としての規制片２５が形成され、規制片２２ｆ、２３ｆ、２４ｆによって規制片２６が形成され、規制片２２ｇ、２３ｇ、２４ｇによって規制片２７が形成され、規制片２２ｈ、２３ｈ、２４ｈによって規制片２８が形成されている。これらの規制片２５〜２８は、反射板４０の各突出片４１〜４４のフレーム２１の表面に沿った方向の所定距離以上の移動を規制する規制部を形成している。
【００３８】
また、このフレーム２１の一面側の規制片２５、２６の間には、横長矩形の規制板３１が反射板４０の突出片４１、４２および連結部４５の表面側にオーバラップするように横架され、フレーム２１の一面側の規制片２７、２８の間には、規制板３１と同形の規制板３２が反射板４０の突出片４３、４４および連結部４６の表面側にオーバラップするように横架されている。
【００３９】
また、フレーム２１の反対面側の規制片２５、２６の間には、規制板３１と同形の規制板３３が反射板４０の突出片４１、４２および連結部４５の裏面側にオーバラップするように横架され、フレーム２１の反対面側の規制片２７、２８の間には、規制板３１と同形の規制板３４が反射板４０の突出片４３、４４および連結部４６の裏面側にオーバラップするように横架されている。
【００４０】
各規制板３１〜３４と各突出片４１〜４４との隙間（第２フレーム板２３および第３フレーム板２４の厚さ）は、連結部４５、４６の前後方向に沿った伸びの許容される長さに等しく設定されている。
【００４１】
これらの規制板３１〜３４は、反射板４０の各突出片４１〜４４のフレーム２１の表面に直交する方向（連結部４５、４６を軸とする回転方向も含む）の所定距離以上の移動を規制する規制部を形成している。
【００４２】
つまり、この光スキャナ２０は、フレーム２１と、そのフレーム２０内に一対の連結部４５、４６で回動可能に装着された反射板４０とを有しており、さらに、反射板４０と同一平面内で、連結部４５、４６のそれぞれの近傍で且つ反射板４０の外縁からフレーム２１に向かって外方に突出する突出片４１〜４４と、それぞれの突出片４１〜４５の近傍に備えられて突出片４１〜４５の両側に位置し、突出片４１〜４５と当接することによって反射板４０の同一平面内での変動を制限するためにフレーム２１から反射板４０方向へ突出する規制部（規制片２５〜２８）と、それぞれの突出片４１〜４５の近傍でフレーム２１に備えられ、前記同一平面と平行に隔置された規制板にして、突出片４１〜４５と当接することによって反射板４０の前記同一平面と垂直方向への変動および連結部４５、４６を軸とした所定範囲を越える回動を制限するようにされた、規制板３１〜３４とによって構成されている。
【００４３】
次に、この光スキャナ２０の製造方法の一例を図４に基づいて説明する。
図４の工程１ａ〜１ｅは、フレーム２１を構成する第１フレーム板２２と第３フレーム板２４の製造工程を示すものであり、始めに基板材料として導電率が高く鏡面仕上げされた活性層１００ａとベース基板１００ｂとを絶縁層（ＳｉＯ_２）１００ｃを挟んで貼り合わせたＳＯＩ基板１００を用意する（工程１ａ）。
【００４４】
そして、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置によるエッチング処理ができるように、活性層１００ａの表面のうち、第１フレーム板２２の上板２２ａ、下板２２ｂ、側板２２ｃ、２２ｄおよび各規制片２２ｅ〜２２ｈの形成部分、反射板４０および各突出片４１〜４４の形成部分、連結部４５、４６の形成部分にマスク１０１をフォトリソグラフィ技術を用いて形成する（工程１ｂ）。
【００４５】
次に、マスク１０１に覆われていない活性層１００ａをＩＣＰ−ＲＩＥ装置でエッチングして、第１フレーム板２２を形成し、マスク１０１を除去する（工程１ｃ）。
【００４６】
次に、ベース基板１００ｂの表面のうち、第３フレーム板２４の上板２４ａ、下板２４ｂ、側板２４ｃ、２４ｄおよび各規制片２４ｅ〜２４ｈの形成部分にマスク１０２を形成する（工程１ｄ）。
【００４７】
次に、マスク１０２に覆われていないベース基板１００ｂをエッチングして、第３フレーム板２４の部分を形成し、マスク１０２を除去する（工程１ｅ）。
【００４８】
そして、絶縁層１００ｃのうち、表面に露呈している部分をエッチングによって除去する（工程１ｆ）。
【００４９】
以上の工程により、フレーム２１のうち、反射板４０、連結部４５、４６を含む第１フレーム板２２と第３フレーム板２４との２層構造部分が完成する。
【００５０】
一方、別の工程２ａで、シリコンの基板２００を用意し、その表面のうち、第２フレーム板２３の上板２３ａ、下板２３ｂ、側板２３ｃ、２３ｄおよび各規制片２３ｅ〜２３ｈの形成部分にマスク２０１を形成する（工程２ｂ）。
【００５１】
次に、マスク２０１に覆われていない基板２００をエッチングして、第２フレーム板２３を形成し、マスク２０１を除去する（工程２ｃ）。
【００５２】
そして、工程２ｃによって得られた第２フレーム板２３の部分を工程１ｆで得られた第１フレーム板２２の上に絶縁層２０２（接着材が兼ねていてもよい）を挟んで貼り合わせる（工程３）。
【００５３】
そして最後に、規制片２５、２６の表面側および裏面側の間、規制片２７、２８の表面側および裏面側の間に、それぞれ規制板３１〜３４が貼付けられて、上記した光スキャナ２０が完成する（工程４）。
【００５４】
この光スキャナ２０の反射板４０は導電性を有しているので、反射板４０と、その反射板４０の端部に対向する図示しない固定電極の間に電圧を印加して、反射板４０の端部に静電力を与えることで、反射板４０を連結部４５、４６を中心に回動させてその角度を可変することができる。また、電圧を周期的に印加する、即ち、周期的に電圧が変化する信号を与えることで、反射板４０を往復回動させることができる。
【００５５】
また、反射板４０を回動させる方法としては、上記のように静電力を用いる方法の他に磁力を用いる方法もある。例えば反射板４０側に磁力で吸引される部材や膜を設け、その部分に対向する固定コイルに電流を流して固定コイルの磁力で反射板４０を回動させる。また、反対に反射板４０側にコイルを設けたり表面にパターン形成し、そのコイルに電流を流すことで発生する磁力により、反射板４０を回動させることもできる。
【００５６】
このように構成された光スキャナ２０に対して、例えば図５の（ａ）に示すように、下方から大きな外力Ｆが加えられると、その反作用で反射板４０が下方へ移動して連結部４５が引っ張られ、連結部４６が縮むが、反射板４０の下縁がフレーム２１の規制片２７、２８の先端に当接して、所定距離以上の移動を規制するので、連結部４５、４６の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に上方から大きな外力が加えられた場合には、その反作用による反射板４０の上方への所定距離以上の移動が規制片２５、２６によって規制され、連結部４５、４６の限度を越えた変形が防止される。
【００５７】
また、図５の（ｂ）のように、光スキャナ２０に左側方から大きな外力Ｆが加わると、その反作用で反射板４０が左方へ移動して連結部４５、４６が斜め方向に引っ張られるが、反射板４０の突出片４１、４３がフレーム２１の規制片２５、２７に当接して所定距離以上の移動を規制するので、連結部４５、４６の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に右側方から大きな外力が加えられた場合には、その反作用による反射板４０の右方への所定距離以上の移動が規制片２６、２８によって規制され、連結部４５、４６の限度を越えた変形が防止される。
【００５８】
また、図５の（ｃ）のように、光スキャナ２０に左下隅（または右上隅）から大きな外力Ｆが加わると、その反作用で反射板４０の左端が下方に移動し、右端が上方に移動するように反時計回りに回転して、連結部４５、４６が湾曲するが、反射板４０の突出片４１、４４がフレーム２１の規制片２５、２８に当接して所定角以上の回転を規制するので、連結部４５、４６の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に右下隅（または左上隅）から大きな外力が加えられた場合には、その反作用による反射板４０の時計回りの所定角以上の回転が規制片２６、２７によって規制され、連結部４５、４６の限度を越えた変形が防止される。
【００５９】
また、図６のように、光スキャナ２０に背面側から外力Ｆが加わると、その反作用で反射板４０が後方に移動し、連結部４５、４６が斜め方向に引っ張られるが、反射板４０の突出片４１〜４４がフレーム２１の規制板３３、３４に当接して所定距離以上の移動を規制するので、連結部４５、４６の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に前方から大きな外力が加えられた場合には、その反作用による反射板４０の前方への所定距離以上の移動が規制板３１、３２によって規制され、連結部４５、４６の限度を越えた変形が防止される。
【００６０】
さらに、図７のように、光スキャナ２０の左端前方（または右端後方から）から大きな外力Ｆが加わると、その反作用で反射板４０の左端が前方に移動し、右端が後方に移動して反時計回りに回転して、連結部４５、４６が捩じれ変形するが、反射板４０の突出片４１、４３が規制板３１、３２に当接し、突出片４２、４４が規制板３３、３４に当接して、所定角以上の回転を規制するので、連結部４５、４６の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に左端後方（または右端前方）から大きな外力が加えられた場合には、その反作用による反射板４０の時計回りの所定角以上の回転が、規制板３１〜３４によって規制され、連結部４５、４６の限度を越えた変形が防止される。
【００６１】
このように、実施形態の光スキャナ２０は、反射板４０の外縁に突出片４１〜４４を設け、その突出片４１〜４４の所定距離以上の移動を、フレーム２１に設けた各規制片２５〜２８および規制板３１〜３４からなる規制部によって規制している。
【００６２】
このため、少ない規制部で連結部４５、４６の過度な変形を防ぐことができ、、構造が簡単化できる。
【００６３】
また、連結部４５、４６の近傍に設けられた突出片４１〜４４を規制するので、規制部を反射板４０の両端部の近傍に設ける必要がなく、反射板４０を高速に往復掃引する場合でも、空気抵抗が小さくて済み、安定な掃引が行なえ、少ない電力で回転駆動することができる。また、一つの規制板で複数の突出片の移動を規制でき、規制のための部材数を減らすことができる。
【００６４】
また、規制部を反射板４０にオーバラップさせる必要がないため、反射板４０の一面側を有効に反射面として利用でき、光の入射角や反射角度範囲が限定されずに済む。
【００６５】
なお、ここでは、反射板４０と、その端部に対向する電極との間に電圧を印加し、その間に生じる静電力によって反射板４０を回転させる駆動系を想定しているため、反射板４０、連結部４５、４６を含む第１フレーム板２２を、高い導電性を有する基板材料で形成しているが、これは、本発明を限定するものではなく、前記したように磁力によって反射板４０を回転させる駆動系を用いる場合には、絶縁性の基板材料で反射板４０を形成し、その端部表面に磁力を受ける膜やコイルを設ければよい。
【００６６】
また、前記基板材料を鏡面仕上げして反射板４０の表面に光を反射する反射面４０ａを形成していたが、反射板４０の表面に反射率の高い材料によって反射膜を形成してもよい。
【００６７】
また、フレーム２１の規制部と反射板４０の突出片４１〜４４の形状や配置は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００６８】
例えば、図８に示すように、各規制片２５〜２８の先端形状を反射板４０の各突出片４１〜４４の先端角部に合わせてＬ字型に形成して互いに係合するように近接させ、フレーム２１の表面に沿った方向のうち、反射板４０の左右方向の移動だけでなく、上下方向の所定距離以上の移動、所定角以上の回転を突出片４１〜４４に対する各規制片２５〜２８の当接によって規制してもよい。
【００６９】
また、図８の例とは逆に、図９のように、各突出片４１〜４４の先端形状を各規制片２５〜２８の先端角部に合わせてＬ字型に形成して互いに係合するように近接させてもよい。
【００７０】
また、図１０のように、反射板４０の上辺縁の中央に突出片４１′を設け、下辺縁の中央に突出片４３′を設け、その突出片４１′、４３′のフレーム２１の表面に沿った方向の所定距離以上の移動を規制片２５〜２８によって規制し、フレーム２１の表面に直交する方向の所定距離以上の移動を規制板３１〜３４で規制してもよい。
【００７１】
また、図示しないが、各突出片４１〜４４の内寄りの側方に規制片２５〜２８を隣接させてもよい。
【００７２】
また、上記光スキャナ２０では、フレーム２１および反射板４０の外形が矩形の場合で説明したが、これらの外形は矩形に限定されるものではなく、長円、円、多角形等であってもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光スキャナは、外力によって連結部が過渡に変形したり損傷することを防止するために、反射板の外縁に突出片を設け、その突出片の移動をフレームに設けた規制部によって規制している。
【００７４】
このため、少ない規制部で連結部の過度な変形を防止でき、構造を簡単化することができる。
【００７５】
また、規制部を反射板の反射面にオーバラップさせる必要がないため、反射板に有効な広い反射面を形成することができ、光の入射角や反射角度範囲が限定されずに済む。
【００７６】
また、突出片を連結部の近傍に設けたものでは、反射板の両端部の移動を規制する必要がなく、反射板を高速に掃引する場合であっても、空気抵抗が小さくて済み、安定な掃引ができ、少ない電力で駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を正面側からみた斜視図
【図２】本発明の実施形態を背面側からみた斜視図
【図３】実施形態の分解斜視図
【図４】実施形態の製造方法の一例を示す工程図
【図５】実施形態の動作説明図
【図６】実施形態の動作説明図
【図７】実施形態の動作説明図
【図８】実施形態の変形例を示す図
【図９】実施形態の変形例を示す図
【図１０】実施形態の変形例を示す図
【図１１】光スキャナの基本構成図
【図１２】外力による変形を説明するための図
【図１３】外力による変形を説明するための図
【図１４】外力による変形を説明するための図
【図１５】過渡な変形を防止するための従来の規制方法を示す図
【符号の説明】
２０……光スキャナ、２１……フレーム、２２……第１フレーム板、２３……第２フレーム板、２４……第３フレーム板、２５〜２８……規制片、３１〜３４……規制板、４０……反射板、４１〜４４……突出片、４５、４６……連結部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanner that rotatably supports a reflecting plate disposed in a frame via a torsionally deformable connecting portion so that a reflection optical axis of light incident on the reflecting plate can be changed. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for preventing damage to a connecting portion due to the above.
[0002]
[Prior art]
For example, in a variable wavelength light source, the light emitted from a laser diode is diffracted by a diffraction grating, the diffracted light is reflected by the reflector of the optical scanner to the diffraction grating, and the diffracted light for the reflected light is returned to the laser diode. By oscillating the laser diode in the external resonance mode and changing the angle of the reflector with respect to the diffraction grating, the resonance wavelength is varied.
[0003]
In an optical spectrum analyzer, incident light is diffracted by a diffraction grating, the diffracted light is reflected by a reflection plate of an optical scanner to the diffraction grating, and the diffracted light corresponding to the reflected light is received by a light receiving element and reflected by the diffraction grating. The intensity of light having a wavelength corresponding to the angle of the plate is determined, and the intensity of light for each wavelength is determined by changing the angle of the reflector with respect to the diffraction grating.
[0004]
In recent years, optical scanners used for such purposes are often formed by etching a semiconductor substrate or the like.
[0005]
FIG. 11 shows a basic structure of a conventional optical scanner 10 formed by etching a semiconductor substrate.
[0006]
In this optical scanner 10, a rectangular reflector 12 is arranged inside a frame 11 formed in a rectangular shape by an upper plate 11a, a lower plate 11b, side plates 11c and 11d, and a middle portion of an inner edge of the upper plate 11a of the frame 11 is provided. A structure in which the middle portion of the upper edge of the reflector 12 and the middle portion of the inner edge of the lower plate 11b of the frame 11 to the middle portion of the lower edge of the reflector 12 are connected by the connecting portions 13 and 14. have.
[0007]
Since the connecting portions 13 and 14 are formed to be thin so as to have flexibility in the twisting direction, a force in a direction perpendicular to the surface of the frame 11 is applied to the end of the reflecting plate 12 by a driving unit (not shown). The reflector 12 can be rotated about a line connecting the connecting portions 13 and 14, so that light incident on the reflector 12 can be emitted at different reflection angles.
[0008]
In the optical scanner 10 having such a structure, the thin connecting portions 13 and 14 bend or expand and contract not only in the twisting direction but also in a direction along the surface of the frame 11 and in a direction perpendicular to the surface. It has flexibility.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 12A, when an external force F is applied to the optical scanner 10 from below, the reflection plate 12 moves downward due to the reaction, and the connecting portion 13 is pulled, and the connecting portion 14 is moved. Shrink.
[0010]
Further, as shown in FIG. 12B, when an external force F is applied to the optical scanner 10 from the left side, the reflection plate 12 moves leftward due to the reaction, and the connecting portions 13 and 14 are pulled obliquely. .
[0011]
Also, as shown in FIG. 12C, when an external force F is applied to the optical scanner 10 from the lower left corner, the left end of the reflector 12 moves downward by the reaction, and the right end moves upward, and the connecting portion 13 , 14 are curved.
[0012]
Further, as shown in FIG. 13, when an external force F is applied to the optical scanner 10 from the back side, the reflection plate 12 moves rearward due to the reaction, and the connecting portions 13 and 14 are pulled rearward.
[0013]
Further, as shown in FIG. 14, when an external force F is applied to the optical scanner 10 from the front left side, the left end of the reflector 12 moves forward by the reaction, the right end moves rearward, and the connecting portions 13 and 14 are twisted. Deform.
[0014]
As described above, the connecting portions 13 and 14 of the optical scanner 10 are deformed by the external force F. When the external force is small, the connecting portions 13 and 14 can return to the original state by their own elastic restoring force, but a large external force is applied. Then, it will be deformed or broken.
Therefore, in the optical scanner 10 having the above structure, it is necessary to regulate the connecting portions 13 and 14 so as not to be excessively deformed when receiving an external force.
[0015]
As a conventional technique for restricting excessive deformation of the connecting portions 13 and 14, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses that, as shown in FIG. The overlapping regulating portions 15a and 15b and the overlapping regulating portions 15c to 15f are provided at the four corners of the reflecting plate 12, and these regulating portions 15a to 15f are also provided on the back side of the frame. The movement of a predetermined distance or more is regulated, and furthermore, regulating portions 15g and 15h are provided on both sides of the reflecting plate 12, and regulating portions 15i to 15l are provided above and below both ends of the reflecting plate 12. A technique for restricting movement over a predetermined distance in the left-right direction is disclosed.
[0016]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40354
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique of restricting the movement of the reflection plate 12 as described above, a total of 16 restricting portions are required, and there is a problem that the structure is complicated.
[0018]
In addition, since the restricting portions 15c to 15h are provided close to both ends of the reflecting plate 12, when the reflecting plate 12 is reciprocally swept at a high speed, a large air resistance is generated at both ends due to these restricting portions, and stable. Sweeping cannot be performed, and large power is required for driving.
[0019]
In addition, since the regulating portion overlaps the upper central portion, the lower portion, and the four corners on the front surface side of the reflecting plate 12, the effective reflecting surface of the reflecting plate 12 is narrowed, and the incident angle and the reflecting angle range of light are reduced. There is a problem that is limited.
[0020]
The present invention solves these problems, has a simple structure, can prevent transient deformation of a connecting portion, can be driven stably and with a small amount of power, and has a light incident angle and a reflection angle range which are not limited. It is intended to provide a scanner.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical scanner according to claim 1 of the present invention comprises:
A frame (21);
A reflector (40) arranged inside the frame;
An optical scanner comprising: connecting portions (45, 46) extending inward from opposing positions of the inner edge of the frame and respectively connecting between the outer edges of the reflecting plate, and having flexibility in a twisting direction. ,
Projection pieces (41 to 44, 41 ', 43') extending outward from the outer edge of the reflector are formed on the reflector.
In the frame,
A regulating portion (25 to 28, 25 ', 26', 31) for regulating movement of the projecting piece formed on the reflection plate over a predetermined distance in a direction along the surface of the frame and in a direction orthogonal thereto. To 34) are provided.
[0022]
An optical scanner according to a second aspect of the present invention is the optical scanner according to the first aspect,
The protruding piece of the reflection plate is formed near the connecting portion.
[0023]
An optical scanner according to a third aspect of the present invention is the optical scanner according to the first or second aspect,
The regulating portion of the frame,
Restriction pieces (25 to 28) which extend from the inner edge of the frame to positions adjacent to the side of the projecting pieces of the reflection plate, and regulate the movement of the projecting pieces by a predetermined distance or more in a direction along the surface of the frame. When,
A restricting plate (31 to 34) which overlaps the front and back surfaces of the projecting piece and regulates the movement of the projecting piece by a predetermined distance or more in a direction orthogonal to the surface of the frame. I have.
[0024]
Further, the optical scanner of the present invention,
An optical scanner having a frame (21) and a reflector (40) rotatably mounted in the frame by a pair of connecting portions (45, 46),
Protruding pieces (41 to 44) protruding outward from the outer edge of the reflector toward the frame in the same plane as the reflector and near each of the connecting portions;
The direction from the frame to the reflection plate is provided in the vicinity of each projection so as to be located on both sides of the projection and to limit the fluctuation of the reflection plate in the same plane by contacting the projection. A regulating portion (25 to 28) projecting to
A pair of regulating plates (31 to 34) are provided on the frame near the respective projecting pieces and are spaced in parallel with the same plane, and are brought into contact with the projecting pieces so that the same shape of the reflecting plate is obtained. It is characterized by being constituted by the restricting plates (31 to 34) configured to limit fluctuation in a direction perpendicular to a plane and rotation exceeding a predetermined range around the connecting portion.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show the structure of an optical scanner 20 to which the present invention is applied.
[0026]
The optical scanner 20 has a frame 21 having a rectangular outer shape.
The frame 21 has a three-layer structure in which the first frame plate 22 is sandwiched between the second frame plate 23 and the third frame plate 24 from both sides.
[0027]
The first frame plate 22 is formed in a rectangular shape by connecting both ends of a parallel upper plate 22a and lower plate 22b by side plates 22c and 22d.
[0028]
Inside the frame of the first frame plate 22, a rectangular reflecting plate 40 is arranged concentrically. One surface side of the reflection plate 40 forms a reflection surface 40a that reflects light.
[0029]
A middle portion of the inner edge of the upper plate 22a of the first frame plate 22 and a middle portion of the upper edge of the reflector 40 are connected via a connecting portion 45. In addition, between the middle portion of the inner edge of the lower plate 22b facing the inner edge of the upper plate 22a of the first frame plate 22 and the middle portion of the lower edge of the reflection plate 40, the connecting portions 46 aligned with the connecting portion 45 in a straight line. Are connected via
[0030]
The connecting portions 45 and 46 are formed to be thin with flexibility in the twisting direction, and the reflecting plate 40 can be rotated with respect to the first frame plate 22 by the torsional deformation of the connecting portions 45 and 46. It is supported by.
[0031]
Projecting pieces 41, 42 extending outward (in the direction of the upper plate 22 a of the first frame plate 22) with a predetermined width are provided on the upper edge of the reflecting plate 40 in the vicinity of the connecting portion 45 and symmetrically with the connecting portion 45 interposed therebetween. Formed at the location.
[0032]
Also, on the lower edge of the reflecting plate 40, projecting pieces 43, 44 extending outward (in the direction of the lower plate 22 b of the first frame plate 22) and having the same width as the projecting pieces 41, 42 are provided near the connecting portion 46. And are formed at symmetrical positions with the connecting portion 46 interposed therebetween.
[0033]
The first frame plate 22 has restriction pieces 22e to 22e extending from the inner edges of the upper plate 22a and the lower plate 22b so as to approach the outer sides of the projecting pieces 41 to 44 formed on the reflection plate 40, respectively. 22h are provided.
[0034]
The gap between the tip of the upper regulating piece 22e, 22f and the upper edge of the reflector 40 and the gap between the tip of the lower regulating piece 22g, 22h and the lower edge of the reflector 40 are the lengths of the connecting portions 45, 46. The length is set equal to the allowable length of expansion and contraction along the direction (longitudinal direction).
[0035]
Further, the gap between each of the restricting pieces 22e to 22h and each of the protruding pieces 41 to 44 is set to be equal to the allowable length of extension along the horizontal direction orthogonal to the length direction of the connecting portions 45 and 46. .
[0036]
On the other hand, the second frame plate 23 and the third frame plate 24 are the same upper plate 23a, 24a, lower plate 23b, 24b, side plate 23c as the upper plate 22a, the lower plate 22b, and the side plates 22c, 22d of the first frame plate 22. , 23d, 24c, and 24d are formed in a rectangular frame shape, and upper plates 23a, 24a, lower plates 23b, and 24b have the same restriction pieces 23e to 23e to the respective restriction pieces 22e to 22h of the first frame plate 22. 23h, 24e to 24h are provided.
[0037]
As described above, the frame 21 is formed by superposing the second frame plate 23 and the third frame plate 24 on both surfaces of the first frame plate 22, and the three restricting pieces 22e, 23e, 24e superimposed on each other. Thereby, a regulating piece 25 as the frame 21 is formed, a regulating piece 26 is formed by the regulating pieces 22f, 23f, and 24f, and a regulating piece 27 is formed by the regulating pieces 22g, 23g, and 24g, and the regulating pieces 22h, 23h, and 24h. Thus, a regulating piece 28 is formed. The restricting pieces 25 to 28 form restricting portions that restrict the movement of the projecting pieces 41 to 44 of the reflection plate 40 over a predetermined distance in the direction along the surface of the frame 21.
[0038]
Further, between the restricting pieces 25 and 26 on one surface side of the frame 21, the laterally long rectangular restricting plate 31 is horizontally mounted so as to overlap the projecting pieces 41 and 42 of the reflecting plate 40 and the surface side of the connecting portion 45. Then, between the restriction pieces 27 and 28 on one side of the frame 21, the restriction plate 32 having the same shape as the restriction plate 31 is overlapped with the protruding pieces 43 and 44 of the reflection plate 40 and the surface side of the connecting portion 46. It is laid down.
[0039]
Also, between the restriction pieces 25 and 26 on the opposite surface side of the frame 21, a restriction plate 33 having the same shape as the restriction plate 31 overlaps with the protruding pieces 41 and 42 of the reflection plate 40 and the back side of the connecting portion 45. Between the restriction pieces 27 and 28 on the opposite surface side of the frame 21, a restriction plate 34 having the same shape as the restriction plate 31 overlaps the protruding pieces 43 and 44 of the reflection plate 40 and the back side of the connecting portion 46. It is laid to wrap.
[0040]
The gaps (thicknesses of the second frame plate 23 and the third frame plate 24) between each of the regulating plates 31 to 34 and each of the projecting pieces 41 to 44 are allowed to extend along the front and rear directions of the connecting portions 45 and 46. It is set equal to the length.
[0041]
These restricting plates 31 to 34 move a predetermined distance or more in a direction perpendicular to the surface of the frame 21 of each of the protruding pieces 41 to 44 of the reflecting plate 40 (including a rotation direction about the connecting portions 45 and 46 as axes). Forming a regulatory department to regulate.
[0042]
That is, the optical scanner 20 includes the frame 21 and the reflector 40 rotatably mounted in the frame 20 by the pair of connecting portions 45 and 46. The projections 41 to 44 protrude outward from the outer edge of the reflection plate 40 toward the frame 21 in the vicinity of the connection portions 45 and 46, and are provided in the vicinity of the projections 41 to 45, respectively. A restricting portion (a restricting portion) that is located on both sides of the protruding pieces 41 to 45 and protrudes from the frame 21 toward the reflecting plate 40 in order to limit the fluctuation of the reflecting plate 40 in the same plane by contacting the protruding pieces 41 to 45. 25 to 28) and a restricting plate provided on the frame 21 in the vicinity of each of the projecting pieces 41 to 45, and being in contact with the projecting pieces 41 to 45 as a regulating plate spaced in parallel with the same plane. Forty The serial variation and the connecting portions 45 and 46 in the same plane as the vertical direction is adapted to limit the rotation beyond the predetermined range around an axis, is formed by the regulating plates 31 to 34.
[0043]
Next, an example of a method for manufacturing the optical scanner 20 will be described with reference to FIG.
Steps 1a to 1e in FIG. 4 show a manufacturing process of the first frame plate 22 and the third frame plate 24 constituting the frame 21. First, as the substrate material, the active layer 100a having a high conductivity and a mirror finish is used. An SOI substrate 100 is prepared by laminating an insulating layer (SiO ₂ ) 100c with a base substrate 100b (step 1a).
[0044]
Then, on the surface of the active layer 100a, portions where the upper plate 22a, the lower plate 22b, the side plates 22c and 22d, and the restriction pieces 22e to 22h are formed on the surface of the active layer 100a so that the ICP-RIE device can perform the etching process. Then, a mask 101 is formed on the portion where the reflection plate 40 and the projecting pieces 41 to 44 are formed and the portion where the connecting portions 45 and 46 are formed by using the photolithography technique (step 1b).
[0045]
Next, the active layer 100a not covered with the mask 101 is etched by an ICP-RIE apparatus to form the first frame plate 22, and the mask 101 is removed (step 1c).
[0046]
Next, a mask 102 is formed on a portion of the surface of the base substrate 100b where the upper plate 24a, the lower plate 24b, the side plates 24c and 24d, and the restriction pieces 24e to 24h are formed (step 1d).
[0047]
Next, the base substrate 100b that is not covered with the mask 102 is etched to form a portion of the third frame plate 24, and the mask 102 is removed (Step 1e).
[0048]
Then, a portion of the insulating layer 100c exposed on the surface is removed by etching (step 1f).
[0049]
Through the above steps, a two-layer structure portion of the first frame plate 22 and the third frame plate 24 including the reflection plate 40 and the connecting portions 45 and 46 in the frame 21 is completed.
[0050]
On the other hand, in another step 2a, a silicon substrate 200 is prepared, and on the surface thereof, the upper plate 23a, the lower plate 23b, the side plates 23c, 23d, and the formation portions of the respective restriction pieces 23e to 23h of the second frame plate 23 are formed. A mask 201 is formed (Step 2b).
[0051]
Next, the substrate 200 not covered with the mask 201 is etched to form the second frame plate 23, and the mask 201 is removed (step 2c).
[0052]
Then, the portion of the second frame plate 23 obtained in the step 2c is bonded to the first frame plate 22 obtained in the step 1f with an insulating layer 202 (which may also serve as an adhesive) interposed therebetween (step). 3).
[0053]
Finally, regulating plates 31 to 34 are adhered between the front and back sides of the regulating pieces 25 and 26, and between the front and back sides of the regulating pieces 27 and 28, respectively. It is completed (Step 4).
[0054]
Since the reflection plate 40 of the optical scanner 20 has conductivity, a voltage is applied between the reflection plate 40 and a fixed electrode (not shown) facing an end of the reflection plate 40, and the reflection plate 40 By applying an electrostatic force to the end, the angle of the reflector 40 can be changed by rotating the reflector 40 about the connecting portions 45 and 46. Further, by periodically applying a voltage, that is, by giving a signal in which the voltage changes periodically, the reflecting plate 40 can be reciprocated.
[0055]
As a method for rotating the reflection plate 40, there is a method using magnetic force in addition to the method using electrostatic force as described above. For example, a member or a film that is attracted by magnetic force is provided on the reflection plate 40 side, and an electric current is applied to a fixed coil facing the portion to rotate the reflection plate 40 by the magnetic force of the fixed coil. Conversely, a coil may be provided on the reflection plate 40 side or a pattern may be formed on the surface thereof, and the reflection plate 40 may be rotated by a magnetic force generated by passing a current through the coil.
[0056]
When a large external force F is applied to the optical scanner 20 configured as described above from below, for example, as shown in FIG. Is pulled, and the connecting portion 46 shrinks, but the lower edge of the reflector 40 abuts against the tips of the restricting pieces 27 and 28 of the frame 21 to restrict the movement of a predetermined distance or more. No deformation beyond. Conversely, when a large external force is applied from above, the upward movement of the reflector 40 by a predetermined distance or more due to the reaction is restricted by the restricting pieces 25 and 26, and exceeds the limit of the connecting portions 45 and 46. Deformation is prevented.
[0057]
Also, as shown in FIG. 5B, when a large external force F is applied to the optical scanner 20 from the left side, the reflection plate 40 moves leftward due to the reaction, and the connecting portions 45 and 46 are pulled obliquely. However, since the protruding pieces 41 and 43 of the reflection plate 40 abut on the restricting pieces 25 and 27 of the frame 21 to restrict the movement of a predetermined distance or more, the deformation exceeding the limit of the connecting portions 45 and 46 does not occur. On the other hand, when a large external force is applied from the right side, the movement of the reflection plate 40 to the right by a predetermined distance or more due to the reaction is restricted by the restriction pieces 26 and 28, and the limit of the connecting portions 45 and 46 is limited. Is prevented.
[0058]
When a large external force F is applied to the optical scanner 20 from the lower left corner (or upper right corner) as shown in FIG. 5C, the reaction causes the left end of the reflector 40 to move downward and the right end to move upward. As a result, the connecting portions 45 and 46 are curved, but the protruding pieces 41 and 44 of the reflector 40 abut against the restricting pieces 25 and 28 of the frame 21 to restrict the rotation beyond a predetermined angle. Therefore, the deformation exceeding the limit of the connecting portions 45 and 46 does not occur. On the other hand, when a large external force is applied from the lower right corner (or upper left corner), the counterclockwise rotation of the reflector 40 by a predetermined angle or more due to the reaction is restricted by the restricting pieces 26 and 27, and the connecting portion 45 is formed. , 46 are prevented.
[0059]
Also, as shown in FIG. 6, when an external force F is applied to the optical scanner 20 from the back side, the reflection plate 40 moves rearward due to the reaction, and the connecting portions 45 and 46 are pulled obliquely. Since the protruding pieces 41 to 44 abut against the regulating plates 33 and 34 of the frame 21 to regulate the movement of the connecting pieces 45 and 46 beyond a predetermined distance, the deformation of the connecting portions 45 and 46 beyond the limit does not occur. On the other hand, when a large external force is applied from the front, the movement of the reflector 40 forward by a predetermined distance or more by the reaction is regulated by the regulating plates 31 and 32, and exceeds the limit of the connecting portions 45 and 46. Deformation is prevented.
[0060]
Further, as shown in FIG. 7, when a large external force F is applied from the front left end (or from the rear right end) of the optical scanner 20, the left end of the reflection plate 40 moves forward by the reaction, and the right end moves rearward to return. When rotated clockwise, the connecting portions 45 and 46 are torsionally deformed. However, the projecting pieces 41 and 43 of the reflecting plate 40 abut against the regulating plates 31 and 32, and the projecting pieces 42 and 44 abut against the regulating plates 33 and 34. Since the rotation of the connecting portions 45 and 46 is restricted, the deformation of the connecting portions 45 and 46 beyond the limit does not occur. On the other hand, when a large external force is applied from the rear left end (or the front right end), the clockwise rotation of the reflection plate 40 by a reaction is restricted by the restriction plates 31 to 34 by the restriction plates 31 to 34. Deformation beyond the limits of 45, 46 is prevented.
[0061]
As described above, the optical scanner 20 of the embodiment has the projections 41 to 44 provided on the outer edge of the reflection plate 40, and moves the projections 41 to 44 by a predetermined distance or more on each of the restriction pieces 25 to 44 provided on the frame 21. 28 and regulating plates 31 to 34.
[0062]
Therefore, excessive deformation of the connecting portions 45 and 46 can be prevented with a small number of restricting portions, and the structure can be simplified.
[0063]
In addition, since the projecting pieces 41 to 44 provided near the connecting portions 45 and 46 are regulated, there is no need to provide regulating portions near both ends of the reflector 40, and when the reflector 40 is reciprocally swept at high speed. However, the air resistance can be reduced, stable sweeping can be performed, and the rotary drive can be performed with less power. Further, the movement of the plurality of projecting pieces can be regulated by one regulating plate, and the number of members for regulation can be reduced.
[0064]
Further, since it is not necessary to overlap the restricting portion with the reflecting plate 40, one surface of the reflecting plate 40 can be effectively used as a reflecting surface, and the incident angle and the reflecting angle range of the light are not limited.
[0065]
Here, a drive system is assumed in which a voltage is applied between the reflector 40 and an electrode facing the end and the reflector 40 is rotated by an electrostatic force generated between the reflector 40 and the reflector 40. The first frame plate 22 including the connecting portions 45 and 46 is formed of a substrate material having high conductivity, but this does not limit the present invention. When a drive system for rotating the mirror is used, the reflection plate 40 may be formed of an insulating substrate material, and a film or a coil receiving a magnetic force may be provided on the end surface thereof.
[0066]
Further, the substrate material is mirror-finished to form the reflection surface 40a for reflecting light on the surface of the reflection plate 40. However, a reflection film may be formed on the surface of the reflection plate 40 using a material having a high reflectance. .
[0067]
In addition, the shapes and arrangements of the restricting portions of the frame 21 and the protruding pieces 41 to 44 of the reflection plate 40 are not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.
[0068]
For example, as shown in FIG. 8, the tip shape of each of the restriction pieces 25 to 28 is formed in an L-shape according to the tip corner of each of the protruding pieces 41 to 44 of the reflection plate 40, and they are close to each other so as to engage with each other. In the direction along the surface of the frame 21, not only the movement of the reflector 40 in the left and right directions, but also the movement of the reflection plate 40 by a predetermined distance or more, and the rotation by a predetermined angle or more, each of the restriction pieces 25 with respect to the protruding pieces 41 to 44. Alternatively, the contact may be restricted by the contact of Nos. To 28.
[0069]
In contrast to the example of FIG. 8, as shown in FIG. 9, the tip shape of each of the protruding pieces 41 to 44 is formed in an L-shape so as to match the tip corners of each of the restricting pieces 25 to 28 and engaged with each other. May be brought close to each other.
[0070]
Further, as shown in FIG. 10, a protruding piece 41 'is provided at the center of the upper edge of the reflector 40, and a protruding piece 43' is provided at the center of the lower edge, and the protruding pieces 41 'and 43' are provided on the surface of the frame 21. The movement of a predetermined distance or more in the along direction may be restricted by the restriction pieces 25 to 28, and the movement of a predetermined distance or more in the direction orthogonal to the surface of the frame 21 may be restricted by the restriction plates 31 to 34.
[0071]
Although not shown, the restriction pieces 25 to 28 may be adjacent to the inner sides of the respective protruding pieces 41 to 44.
[0072]
In the optical scanner 20, the case where the outer shapes of the frame 21 and the reflecting plate 40 are rectangular has been described. However, these outer shapes are not limited to rectangles, and may be elliptical, circular, polygonal, and the like. Good.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, in the optical scanner of the present invention, in order to prevent the connecting portion from being excessively deformed or damaged by an external force, a projecting piece is provided on the outer edge of the reflector, and the movement of the projecting piece is applied to the frame. It is regulated by the regulation section provided.
[0074]
For this reason, excessive deformation of the connecting portion can be prevented with a small number of restricting portions, and the structure can be simplified.
[0075]
Further, since it is not necessary to overlap the restricting portion with the reflecting surface of the reflecting plate, an effective wide reflecting surface can be formed on the reflecting plate, and the incident angle and the reflecting angle range of light are not limited.
[0076]
Also, when the protruding piece is provided near the connecting portion, there is no need to restrict the movement of both ends of the reflector, and even when the reflector is swept at high speed, the air resistance is small and stable. Sweeping and can be driven with low power.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention as viewed from the front side. FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the present invention as viewed from the back side. FIG. 3 is an exploded perspective view of the embodiment. FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation of the embodiment. FIG. 6 is an operational explanatory diagram of the embodiment. FIG. 7 is an operational explanatory diagram of the embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the embodiment. FIG. 9 is a diagram showing a modification of the embodiment; FIG. 10 is a diagram showing a modification of the embodiment; FIG. 11 is a basic configuration diagram of the optical scanner; FIG. 12 is a diagram for explaining deformation due to external force; FIG. 14 is a diagram for explaining deformation due to external force. FIG. 14 is a diagram for explaining deformation due to external force. FIG. 15 is a diagram showing a conventional regulating method for preventing transient deformation.
Reference numeral 20: optical scanner, 21: frame, 22: first frame plate, 23: second frame plate, 24: third frame plate, 25 to 28: regulating piece, 31 to 34: regulating plate , 40 ... reflecting plate, 41-44 ... projecting piece, 45, 46 ... connecting part

Claims

A frame (21);
A reflector (40) arranged inside the frame;
An optical scanner comprising: connecting portions (45, 46) extending inward from opposing positions of the inner edge of the frame and respectively connecting between the outer edges of the reflecting plate, and having flexibility in a twisting direction. ,
Projection pieces (41 to 44, 41 ', 43') extending outward from the outer edge of the reflector are formed on the reflector.
In the frame,
A regulating portion (25 to 28, 25 ', 26', 31) for regulating movement of the projecting piece formed on the reflection plate over a predetermined distance in a direction along the surface of the frame and in a direction orthogonal thereto. 34) An optical scanner comprising:

The optical scanner according to claim 1, wherein the projecting piece of the reflection plate is formed near the connecting portion.

The regulating portion of the frame,
Restriction pieces (25 to 28) which extend from the inner edge of the frame to positions adjacent to the side of the projecting pieces of the reflection plate, and regulate the movement of the projecting pieces by a predetermined distance or more in a direction along the surface of the frame. When,
A regulating plate (31-34) that overlaps the front and back surfaces of the protruding piece and restricts the movement of the protruding piece by a predetermined distance or more in a direction perpendicular to the surface of the frame. The optical scanner according to claim 1 or 2, wherein